JP7372617B2 - Ｐｃ鋼より線の定着装置 - Google Patents
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Description
本発明は、橋桁等の重量物を、ＰＣ鋼より線を用いて固定基盤へ定着するような場合において、前記ＰＣ鋼より線を、グリッパを用いて押しと引きの両方向に確実に定着可能にしたＰＣ鋼より線の定着装置に関するものである。
橋桁等の重量物の移送中に地震その他の緊急事態が発生して重量物の移送を停止するときなどに、安全性の確保のために重量物に連結したＰＣ鋼より線を用いて送り出しヤード、橋脚などの固定基盤に一時的に固定する作業が行われる。
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、重量物の下り勾配での逸走を防止するため、重量物に連結したＰＣ鋼より線１３を、ブレーキ装置２６の固定側グリップ金具１０と移動側グリップ金具１１との間のグリップ溝１２で挟んでグリップ用ジャッキ１４で圧着し、重量物用ブレーキ装置として用いた例が知られている（特許文献１）。
この例では、重量物の移送装置の作動圧力と重量物用ブレーキ装置のブレーキ圧力の圧力差が常に一定値となるようにブレーキ圧力を制御する。
このような重量物用ブレーキ装置におけるグリップ金具は、グリップ用ジャッキ１４で強く挟み付けてもＰＣ鋼より線とグリップ金具の間に滑りが生じるので完全な定着装置にはなり得ない。
この例では、重量物の移送装置の作動圧力と重量物用ブレーキ装置のブレーキ圧力の圧力差が常に一定値となるようにブレーキ圧力を制御する。
このような重量物用ブレーキ装置におけるグリップ金具は、グリップ用ジャッキ１４で強く挟み付けてもＰＣ鋼より線とグリップ金具の間に滑りが生じるので完全な定着装置にはなり得ない。
前記グリップ金具と同様の構成で、定着装置として機能するものに、図１２（ａ）（ｂ）に示す円錐形ウエッジ１５を用いた定着装置が知られている（特許文献２）。
この定着装置は、３つ割りした円錐形ウエッジ１５をすり鉢状のチャックケース１６に嵌め込み、重量物を吊り下げたＰＣ鋼より線１３を前記円錐形ウエッジ１５の中心の咬着面１７に挿入貫通してＰＣ鋼より線１３の下方への引き込みに対して定着する。前記円錐形ウエッジ１５の中心の咬着面１７には、噛みつきをより完全にするために歯形が形成されている。
図１２（ａ）（ｂ）に示すＰＣ鋼より線１３の定着装置は、下向きの力に対しては、定着装置となり得るが、上向きの力に対しては、定着装置になりえない。
この定着装置は、３つ割りした円錐形ウエッジ１５をすり鉢状のチャックケース１６に嵌め込み、重量物を吊り下げたＰＣ鋼より線１３を前記円錐形ウエッジ１５の中心の咬着面１７に挿入貫通してＰＣ鋼より線１３の下方への引き込みに対して定着する。前記円錐形ウエッジ１５の中心の咬着面１７には、噛みつきをより完全にするために歯形が形成されている。
図１２（ａ）（ｂ）に示すＰＣ鋼より線１３の定着装置は、下向きの力に対しては、定着装置となり得るが、上向きの力に対しては、定着装置になりえない。
そこで、地震動のように方向性のない力に対して両方向の定着装置として機能させるために、図１２に示すような前記円錐形ウエッジ１５を利用した定着装置を、図９に示すように、互いに逆向きの第１の定着装置１８と第２の定着装置１９を一対として用い、これらに１本のＰＣ鋼より線１３を貫通し、一方向の力に対しては第１の定着装置１８が作用し、他方向の力に対しては、第２の定着装置１９が作用することで押しと引きの両方向に対してＰＣ鋼より線１３の定着装置として機能するようにしている（特許文献３）。
特許文献３に記載の定着装置は、第１の定着装置１８と第２の定着装置１９に図１０に示すような同一構成の装置を、互いに逆向きにして一対で１つの装置としている。このような装置は両方向の定着装置として動作するが、装置が大型化する。特に、これらの第１の定着装置１８と第２の定着装置１９は、それぞれ図１０に示すように、円錐形ウエッジ１５の小径端側には、解除ロッド２２、その他の定着解除装置２０が設けられ、円錐形ウエッジ１５の大径端側には、押し込みロッド２３、その他の定着押し込み装置２１が設けられ、さらに、定着解除装置２０と定着押し込み装置２１を駆動するための流体源とこれらの流体源を供給する定着圧口２４と解除圧口２５を設けなければならないなどの構造が極めて複雑で、かつ、高価になるという問題があった。
本発明は、構造が簡単で、押しと引きの両方向に確実に定着でき、また、定着と解除を繰り返し使用することのできるＰＣ鋼より線の定着装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、ＰＣ鋼より線を第１のグリッパと第２のグリッパの２枚のグリッパの定着溝で両面から挟み、定着ジャッキで前記グリッパ間に圧縮力を与えて挟着するようにしたＰＣ鋼より線の定着装置において、
前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質からなり、前記定着溝は、所定の噛み合い有効長を有するとともに、この定着溝に所定のピッチで複数の山数の歯形を形成したことを特徴とする。
前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質からなり、前記定着溝は、所定の噛み合い有効長を有するとともに、この定着溝に所定のピッチで複数の山数の歯形を形成したことを特徴とする。
前記歯形は、とがり山形をなし、その歯丈が０．５～１．０ｍｍで、歯角度が９０～１３０度、より好ましくは、歯丈０．５～０．７ｍｍで、歯角度１００～１２０度を有することを特徴とする。
前記定着溝の噛み合い有効長は、９０～１３０ｍｍ、より好ましくは、１００～１２０ｍｍ、前記山数は、３０～１２０個、より好ましくは、４０～１００個としたことを特徴とする。
前記定着溝の内面の硬度は、ＨＲＣ６０～６５、より好ましくは、ＨＲＣ６２としたことを特徴とする。
前記ＰＣ鋼より線は、シール型又はウォーリントン型からなることを特徴とする。
前記第１のグリッパと第２のグリッパの材質は、ＳＵＪ２、ＳＮＣＭ２２０、Ｓ４５Ｃ又はＳＣＭ４４０いずれか１つからなることを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、
ＰＣ鋼より線を第１のグリッパと第２のグリッパの２枚のグリッパの定着溝で両面から挟み、定着ジャッキで前記グリッパ間に圧縮力を与えて挟着するようにしたＰＣ鋼より線の定着装置において、
前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質からなり、前記定着溝は、所定の噛み合い有効長Ｌ＝９０～１３０ｍｍを有するとともに、この定着溝に所定のピッチＰで複数の山数ｎの歯形を形成したものであって、前記歯形がとがり山形をなし、前記歯形の歯角度２θが９０～１３０度で、前記歯形の歯丈Ｈが０．５７７～０．６２９ｍｍで、前記ピッチＰが１．２０～２．５０ｍｍで、前記山数ｎが４５～９３個有するので、次の作用効果を有する。
（１）従来の円錐形ウエッジと異なり、歯形を形成した２枚のグリッパによりＰＣ鋼より線を押しと引きの両方向に確実に定着することができる。
（２）また、定着解除装置、定着押し込み装置、これらの駆動用流体供給用の油圧回路等を必要とせず、安価な装置を提供することができる。
（３）第１のグリッパと第２のグリッパの定着溝の歯形と、圧縮力の調整と、ＰＣ鋼より線の表面に与える損傷を最小限にすることで、定着装置として繰り返し使用することができるとともに、必要な能力をコントロールすることができる。
（４）従来の方法は、両方向にくさび形状の物が必要であったが、本発明による装置は、１つの装置で進行方向の定着と後退方向の定着が可能となる。よって本発明による装置は、小型化が可能で、設置スペースもコンパクト化が可能となる。上記（１）（２）（３）のメリットを含み、より効果的な噛み込み深さと噛み込み幅とすることができる。
ＰＣ鋼より線を第１のグリッパと第２のグリッパの２枚のグリッパの定着溝で両面から挟み、定着ジャッキで前記グリッパ間に圧縮力を与えて挟着するようにしたＰＣ鋼より線の定着装置において、
前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質からなり、前記定着溝は、所定の噛み合い有効長Ｌ＝９０～１３０ｍｍを有するとともに、この定着溝に所定のピッチＰで複数の山数ｎの歯形を形成したものであって、前記歯形がとがり山形をなし、前記歯形の歯角度２θが９０～１３０度で、前記歯形の歯丈Ｈが０．５７７～０．６２９ｍｍで、前記ピッチＰが１．２０～２．５０ｍｍで、前記山数ｎが４５～９３個有するので、次の作用効果を有する。
（１）従来の円錐形ウエッジと異なり、歯形を形成した２枚のグリッパによりＰＣ鋼より線を押しと引きの両方向に確実に定着することができる。
（２）また、定着解除装置、定着押し込み装置、これらの駆動用流体供給用の油圧回路等を必要とせず、安価な装置を提供することができる。
（３）第１のグリッパと第２のグリッパの定着溝の歯形と、圧縮力の調整と、ＰＣ鋼より線の表面に与える損傷を最小限にすることで、定着装置として繰り返し使用することができるとともに、必要な能力をコントロールすることができる。
（４）従来の方法は、両方向にくさび形状の物が必要であったが、本発明による装置は、１つの装置で進行方向の定着と後退方向の定着が可能となる。よって本発明による装置は、小型化が可能で、設置スペースもコンパクト化が可能となる。上記（１）（２）（３）のメリットを含み、より効果的な噛み込み深さと噛み込み幅とすることができる。
請求項６記載の発明によれば、
前記第１のグリッパと第２のグリッパの材質は、ＳＵＪ２、ＳＮＣＭ２２０、Ｓ４５Ｃ又はＳＣＭ４４０いずれか１つからなり、前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質で、その硬度は、ＨＲＣ６０～６５としたので、圧着時にＰＣ鋼より線によってグリッパに生じる圧痕などの損傷を最小限に抑えることができる。
前記第１のグリッパと第２のグリッパの材質は、ＳＵＪ２、ＳＮＣＭ２２０、Ｓ４５Ｃ又はＳＣＭ４４０いずれか１つからなり、前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質で、その硬度は、ＨＲＣ６０～６５としたので、圧着時にＰＣ鋼より線によってグリッパに生じる圧痕などの損傷を最小限に抑えることができる。
本発明のＰＣ鋼より線の定着装置は、
ＰＣ鋼より線を第１のグリッパと第２のグリッパの２枚のグリッパの定着溝で両面から挟み、定着ジャッキで前記グリッパ間に圧縮力を与えて挟着するようにしたＰＣ鋼より線の定着装置において、
前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質からなり、前記定着溝は、所定の噛み合い有効長を有するとともに、この定着溝に所定のピッチで複数の山数の歯形を形成する。
ＰＣ鋼より線を第１のグリッパと第２のグリッパの２枚のグリッパの定着溝で両面から挟み、定着ジャッキで前記グリッパ間に圧縮力を与えて挟着するようにしたＰＣ鋼より線の定着装置において、
前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質からなり、前記定着溝は、所定の噛み合い有効長を有するとともに、この定着溝に所定のピッチで複数の山数の歯形を形成する。
前記歯形は、とがり山形をなし、その歯丈が０．５～１．０ｍｍで、歯角度が９０～１３０度、より好ましくは、歯丈０．５～０．７ｍｍで、歯角度１００～１２０度を有する。
前記定着溝の噛み合い有効長は、９０～１３０ｍｍ、より好ましくは、１００～１２０ｍｍ、前記山数は、３０～１２０個、より好ましくは、４０～１００個とする。
前記定着溝の内面の硬度は、ＨＲＣ６０～６５、より好ましくは、ＨＲＣ６２とする。
前記ＰＣ鋼より線は、シール型又はウォーリントン型からなる。
前記第１のグリッパと第２のグリッパの材質は、ＳＵＪ２、ＳＮＣＭ２２０、Ｓ４５Ｃ又はＳＣＭ４４０いずれか１つからなる。
本発明によるＰＣ鋼より線の定着装置の実施例１を図面に基づき説明する。
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）において、本発明の定着装置に使用されるＰＣ鋼より線１３は、後述するように、直径φ＝２８．６ｍｍで、このＰＣ鋼より線１３は、本発明の第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１で挟みつけて定着される。前記第１のグリッパ３０は、固定側に取り付けられ、前記第２のグリッパ３１は、可動側に取り付けられる。これら第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の対向する面には、中央に半円の定着溝３２が形成される。この定着溝３２の両端部は、傾斜したガイド溝３６となっており、これらのガイド溝３６を除いた定着溝３２には、本発明による歯形３３が形成されている。
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）において、本発明の定着装置に使用されるＰＣ鋼より線１３は、後述するように、直径φ＝２８．６ｍｍで、このＰＣ鋼より線１３は、本発明の第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１で挟みつけて定着される。前記第１のグリッパ３０は、固定側に取り付けられ、前記第２のグリッパ３１は、可動側に取り付けられる。これら第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の対向する面には、中央に半円の定着溝３２が形成される。この定着溝３２の両端部は、傾斜したガイド溝３６となっており、これらのガイド溝３６を除いた定着溝３２には、本発明による歯形３３が形成されている。
（１）グリッパの噛み合い有効長Ｌ
前記第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１は、形状が略同一で、具体的な寸法は、押しと引きの両方向で定着し、かつ、可能な限り小型化を図るため、例えば、長さ＝１４０ｍｍ、幅＝８０ｍｍ、厚さ＝３０ｍｍとし、前記定着溝３２に形成された歯形の噛合い有効長さＬ＝１１２ｍｍとする。
前記第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の定着溝３２は、ＰＣ鋼より線１３を挟み付けたとき、対向する面の間に約６ｍｍ程度の逃げの隙間ができるように、中心角約１７０度の半円形をなしている。
前記第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１は、形状が略同一で、具体的な寸法は、押しと引きの両方向で定着し、かつ、可能な限り小型化を図るため、例えば、長さ＝１４０ｍｍ、幅＝８０ｍｍ、厚さ＝３０ｍｍとし、前記定着溝３２に形成された歯形の噛合い有効長さＬ＝１１２ｍｍとする。
前記第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の定着溝３２は、ＰＣ鋼より線１３を挟み付けたとき、対向する面の間に約６ｍｍ程度の逃げの隙間ができるように、中心角約１７０度の半円形をなしている。
（２）第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の材質と表面硬度
第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の材質として、ＳＵＪ２（高炭素クロム軸受け鋼材）を使用して噛み込み試験を行った。第１のグリッパ３０及び第２のグリッパ３１は、その表面硬度がＰＣ鋼より線１３の素線硬度より低いと、ＰＣ鋼より線１３を挟んで圧着した時、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の定着溝３２の歯形３３に、ＰＣ鋼より線１３の外層線形状で溝がえぐられ、定着装置としての繰り返しの使用が不適となる。そのため、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の表面に熱処理を施し、ＰＣ鋼より線１３の素線硬度（ＨＲＣ（ロックウエル硬さ）５０）よりもやや高いＨＲＣ６０～６５、より好ましくはＨＲＣ６２程度とした。ただし、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の表面硬度が高くなりすぎると、摩擦係数が低減傾向になり、定着装置として機能しなくおそれがあるので好ましくない。
その他、焼き入れ焼き戻したＳ４５Ｃ（炭素鋼）、ＳＣＭ４４０（クロムモリブデン鋼）、ＳＮＣＭ２２０（ニッケルクロムモリブデン鋼）なども使用目的によって選択される。
第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の材質として、ＳＵＪ２（高炭素クロム軸受け鋼材）を使用して噛み込み試験を行った。第１のグリッパ３０及び第２のグリッパ３１は、その表面硬度がＰＣ鋼より線１３の素線硬度より低いと、ＰＣ鋼より線１３を挟んで圧着した時、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の定着溝３２の歯形３３に、ＰＣ鋼より線１３の外層線形状で溝がえぐられ、定着装置としての繰り返しの使用が不適となる。そのため、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の表面に熱処理を施し、ＰＣ鋼より線１３の素線硬度（ＨＲＣ（ロックウエル硬さ）５０）よりもやや高いＨＲＣ６０～６５、より好ましくはＨＲＣ６２程度とした。ただし、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の表面硬度が高くなりすぎると、摩擦係数が低減傾向になり、定着装置として機能しなくおそれがあるので好ましくない。
その他、焼き入れ焼き戻したＳ４５Ｃ（炭素鋼）、ＳＣＭ４４０（クロムモリブデン鋼）、ＳＮＣＭ２２０（ニッケルクロムモリブデン鋼）なども使用目的によって選択される。
（３）歯形３３の形状
歯形３３は、図２に示すように、３角形のとがり山形状とする。
歯形３３の歯角度２θ＝９０度、歯丈Ｈ＝０．６ｍｍを標準とし、歯角度２θを１０度ずつ変えて２θ＝８０度、９０度、１００度、１１０度、１２０度、１３０度、１４０度のうちの最適グリッパとなる形状の検討を加えた。歯角度２θは、鋭いほど噛み込み性はよいものの、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の歯形の有効長さＬ（１１２ｍｍ）としてみた場合の支圧応力は角度が大きいほど有利となり、歯角度だけでは判断できない。なお、歯角度２θ＝６０度では、有効長さＬだけで２００ｍｍ必要となり、コンパクト化の観点から本試験から除外した。
歯形３３は、図２に示すように、３角形のとがり山形状とする。
歯形３３の歯角度２θ＝９０度、歯丈Ｈ＝０．６ｍｍを標準とし、歯角度２θを１０度ずつ変えて２θ＝８０度、９０度、１００度、１１０度、１２０度、１３０度、１４０度のうちの最適グリッパとなる形状の検討を加えた。歯角度２θは、鋭いほど噛み込み性はよいものの、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の歯形の有効長さＬ（１１２ｍｍ）としてみた場合の支圧応力は角度が大きいほど有利となり、歯角度だけでは判断できない。なお、歯角度２θ＝６０度では、有効長さＬだけで２００ｍｍ必要となり、コンパクト化の観点から本試験から除外した。
（４）歯形３３のピッチｐ
歯形３３のピッチｐは、ＰＣ鋼より線１３を第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１で挟着したときのＣＡＤ上における下記の全断面欠損率をもとに歯丈Ｈを算出し、そこから加工し易いピッチｐを選定した。
具体的には、２θ＝８０度では、加工し易いピッチｐ＝１．００とすることで、歯丈Ｈ＝０．５９６となる。同様に、２θ＝９０度では、ｐ＝１．２０とすることで、歯丈Ｈ＝０．６００となり、２θ＝１００度では、ｐ＝１．５０とすることで、歯丈Ｈ＝０．６２９となり、２θ＝１１０度では、ｐ＝１．７５とすることで、歯丈Ｈ＝０．６１３となり、２θ＝１２０度では、ｐ＝２．００とすることで、歯丈Ｈ＝０．５７７となり、２θ＝１３０度では、ｐ＝２.５０とすることで、歯丈Ｈ＝０．５８３となり、２θ＝１４０度では、ｐ＝３．５０とすることで、歯丈Ｈ＝０．６３７となる。
歯形３３のピッチｐは、ＰＣ鋼より線１３を第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１で挟着したときのＣＡＤ上における下記の全断面欠損率をもとに歯丈Ｈを算出し、そこから加工し易いピッチｐを選定した。
具体的には、２θ＝８０度では、加工し易いピッチｐ＝１．００とすることで、歯丈Ｈ＝０．５９６となる。同様に、２θ＝９０度では、ｐ＝１．２０とすることで、歯丈Ｈ＝０．６００となり、２θ＝１００度では、ｐ＝１．５０とすることで、歯丈Ｈ＝０．６２９となり、２θ＝１１０度では、ｐ＝１．７５とすることで、歯丈Ｈ＝０．６１３となり、２θ＝１２０度では、ｐ＝２．００とすることで、歯丈Ｈ＝０．５７７となり、２θ＝１３０度では、ｐ＝２.５０とすることで、歯丈Ｈ＝０．５８３となり、２θ＝１４０度では、ｐ＝３．５０とすることで、歯丈Ｈ＝０．６３７となる。
歯丈Ｈは、大きいほどピッチｐを粗目にできるが、欠損率の増大は、ＰＣ鋼より線１３の耐力低下に直結すると考えられる。本実験では、歯元まで噛み込んだ場合の欠損率２％と４％の２種類を設定した。ＰＣ鋼より線１３は、シール型基準としたが、欠損率の小さいときの歯丈Ｈが略０．６となるように設定した。
全断面欠損率 ２％ ４％
外層線断面欠損率 ３．３％ ６．５％
歯丈Ｈ ０．６ｍｍ １．００ｍｍ
上述のように、歯形３３の噛合い有効長さＬ＝１１２ｍｍとし、歯丈Ｈが略０．６となるような加工し易いピッチｐを設定することにより、歯形３３の山数ｎが２θ＝８０度で１１２個、９０度で９３個、１００度で７５個、１１０度で６４個、１２０度で５６個、１３０度で４５個、１４０度で３２個と設定できる。
全断面欠損率 ２％ ４％
外層線断面欠損率 ３．３％ ６．５％
歯丈Ｈ ０．６ｍｍ １．００ｍｍ
上述のように、歯形３３の噛合い有効長さＬ＝１１２ｍｍとし、歯丈Ｈが略０．６となるような加工し易いピッチｐを設定することにより、歯形３３の山数ｎが２θ＝８０度で１１２個、９０度で９３個、１００度で７５個、１１０度で６４個、１２０度で５６個、１３０度で４５個、１４０度で３２個と設定できる。
（５）ＰＣ鋼より線１３
本発明の実験に使用されたＰＣ鋼より線１３には、直径φ＝２８．６ｍｍで、図３（ａ）に示されるシール型と、（ｂ）に示されるウォーリントン型がある。前記シール型は、１本の心線２７ａと、９本の内層線２７ｂと、９本の外層線２７ｃからなり、断面積は、５３２．４ｍｍ２である。ウォーリントン型は、１本の心線２８ａと、６本の内層線２８ｂと、６本の外層線２８ｃとこれよりやや径の小さな６本の外層線２８ｄからなり、断面積は、５３２．４ｍｍ２である。また、ＰＣ鋼より線ピッチは、１２φ～１８φｍｍである。
本発明の実験に使用されたＰＣ鋼より線１３には、直径φ＝２８．６ｍｍで、図３（ａ）に示されるシール型と、（ｂ）に示されるウォーリントン型がある。前記シール型は、１本の心線２７ａと、９本の内層線２７ｂと、９本の外層線２７ｃからなり、断面積は、５３２．４ｍｍ２である。ウォーリントン型は、１本の心線２８ａと、６本の内層線２８ｂと、６本の外層線２８ｃとこれよりやや径の小さな６本の外層線２８ｄからなり、断面積は、５３２．４ｍｍ２である。また、ＰＣ鋼より線ピッチは、１２φ～１８φｍｍである。
試験方法
（Ａ）噛み込み試験
前記第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１は、図４に示すような試験枠３７に取り付けられる。前記第１のグリッパ３０は、グリッパ固定枠３８に下向きに固定的に取り付けられ、前記定着ジャッキ３４は、ジャッキ固定枠３９に取り付けられ、この定着ジャッキ３４のピストンに固着された前記第２のグリッパ３１が前記第１のグリッパ３０と対向している。この第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１で前記ＰＣ鋼より線１３を挟んで定着した時、前記第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の対向隙間は、圧着時の逃げのため約６ｍｍとする。
定着ジャッキ３４でＰＣ鋼より線１３に１５００ｋＮの圧縮力を与え、このときの圧縮力を圧力に換算して計測するとともに、圧縮力による第２のグリッパ３１の変位量を２個所の変位計４０で計測した。
（Ａ）噛み込み試験
前記第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１は、図４に示すような試験枠３７に取り付けられる。前記第１のグリッパ３０は、グリッパ固定枠３８に下向きに固定的に取り付けられ、前記定着ジャッキ３４は、ジャッキ固定枠３９に取り付けられ、この定着ジャッキ３４のピストンに固着された前記第２のグリッパ３１が前記第１のグリッパ３０と対向している。この第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１で前記ＰＣ鋼より線１３を挟んで定着した時、前記第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の対向隙間は、圧着時の逃げのため約６ｍｍとする。
定着ジャッキ３４でＰＣ鋼より線１３に１５００ｋＮの圧縮力を与え、このときの圧縮力を圧力に換算して計測するとともに、圧縮力による第２のグリッパ３１の変位量を２個所の変位計４０で計測した。
噛み込み実験結果
図５（ａ）（ｂ）に基づき圧縮力を付与したときのＰＣ鋼より線１３の変位を説明する。
図５（ａ）は、ＰＣ鋼より線１３が第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１にて圧縮されている状態を点線で示している。図１（ａ）の例では、第１のグリッパ３０が固定側で、第２のグリッパ３１が移動側で、下側から圧縮力が付与されているが、図５（ａ）では、第１のグリッパ３０が上側から、第２のグリッパ３１が下側から同一の圧縮力が付与されているものとして説明する。
前記ＰＣ鋼より線１３に、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１で上下から圧縮力を付与すると、図５（ｂ）のように、９本の外層線２７ｃに歯形３３が噛み込むとともに、ＰＣ鋼より線１３の全体につぶれが生じる。噛み込み量をｅ、変位量をｄとすると、この変位量ｄは、図７に示すような特性図となる。この特性図は、横軸にグリッパ圧縮力を０～１５００ｋＮまで変化した時の前記変位計４０による変位量ｄを縦軸に表したものである。
図５（ａ）（ｂ）に基づき圧縮力を付与したときのＰＣ鋼より線１３の変位を説明する。
図５（ａ）は、ＰＣ鋼より線１３が第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１にて圧縮されている状態を点線で示している。図１（ａ）の例では、第１のグリッパ３０が固定側で、第２のグリッパ３１が移動側で、下側から圧縮力が付与されているが、図５（ａ）では、第１のグリッパ３０が上側から、第２のグリッパ３１が下側から同一の圧縮力が付与されているものとして説明する。
前記ＰＣ鋼より線１３に、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１で上下から圧縮力を付与すると、図５（ｂ）のように、９本の外層線２７ｃに歯形３３が噛み込むとともに、ＰＣ鋼より線１３の全体につぶれが生じる。噛み込み量をｅ、変位量をｄとすると、この変位量ｄは、図７に示すような特性図となる。この特性図は、横軸にグリッパ圧縮力を０～１５００ｋＮまで変化した時の前記変位計４０による変位量ｄを縦軸に表したものである。
この特性図によれば、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の定着溝３２に歯形３３を形成していない場合の特性線（ａ）と、定着溝３２に歯角度２θ＝１００、１１０、１２０度の歯形３３を形成した特性線（ｂ）（ｃ）（ｄ）では、圧縮力１５００ｋＮのとき、変位量ｄに約０．２ｍｍの差が生じた。このことは、第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の歯形３３がそれぞれ約０．１ｍｍずつ噛み込んでいることを表している。
歯形３３が外層線２７ｃに噛み込んだ時の噛み込み深さｅと噛み込み幅Ｂは、図６（ａ）（ｂ）のように表される。
歯形３３の噛み込み深さｅの計測値は、歯角度２θ＝８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、図６（ａ）及び図８に示すように、それぞれ０．１００、０．０９８、０．１２３、０．１１８、０．１１０、０．０９７、０．０７７であり、この値は、図７の特性線歯形なしの特性線（ａ）と歯形ありの特性線（ｂ）（ｃ）（ｄ）の差と略一致する。
さらに、歯形３３の噛み込み幅Ｂの計測値は、歯角度２θ＝８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、図６（ｂ）及び図８に示すように、それぞれ２．４０、２．３４、３．０６、３．１３、３．１５、２．７５、２．２３であった。
歯形３３の噛み込み深さｅの計測値は、歯角度２θ＝８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、図６（ａ）及び図８に示すように、それぞれ０．１００、０．０９８、０．１２３、０．１１８、０．１１０、０．０９７、０．０７７であり、この値は、図７の特性線歯形なしの特性線（ａ）と歯形ありの特性線（ｂ）（ｃ）（ｄ）の差と略一致する。
さらに、歯形３３の噛み込み幅Ｂの計測値は、歯角度２θ＝８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、図６（ｂ）及び図８に示すように、それぞれ２．４０、２．３４、３．０６、３．１３、３．１５、２．７５、２．２３であった。
曲げ応力度σｂの演算
グリッパの材質がＳＵＪ２のときの歯角度毎の曲げ応力度σｂとせん断応力度τを一般的な計算式から求めると、次のような値となる。
曲げ応力度σｂは、歯角度２θ＝８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、それぞれ１７９９、１５９５、８５３、７１４、５９８、６２５、８４４Ｎ／ｍｍ２である。このことは、材質ＳＵＪ２の曲げ応力度σｂの耐力は、１６５８Ｎ／ｍｍ２であるから、歯角度２θ＝１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、本発明のグリッパは、十分に許容範囲にあることが認められる。
グリッパの材質がＳＵＪ２のときの歯角度毎の曲げ応力度σｂとせん断応力度τを一般的な計算式から求めると、次のような値となる。
曲げ応力度σｂは、歯角度２θ＝８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、それぞれ１７９９、１５９５、８５３、７１４、５９８、６２５、８４４Ｎ／ｍｍ２である。このことは、材質ＳＵＪ２の曲げ応力度σｂの耐力は、１６５８Ｎ／ｍｍ２であるから、歯角度２θ＝１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、本発明のグリッパは、十分に許容範囲にあることが認められる。
せん断応力度τの演算
せん断応力度τは、歯角度２θ＝８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、それぞれ１０８９、１１５９、７４２、７５４、７５２、９８１、１６６６Ｎ／ｍｍ２である。このことは、せん断応力度τの材質ＳＵＪ２の耐力は、９５７Ｎ／ｍｍ２であるから、歯角度２θ＝１００、１１０、１２０度のとき、本発明のグリッパは、十分に許容範囲にあることが認められる。
せん断応力度τは、歯角度２θ＝８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０度のとき、それぞれ１０８９、１１５９、７４２、７５４、７５２、９８１、１６６６Ｎ／ｍｍ２である。このことは、せん断応力度τの材質ＳＵＪ２の耐力は、９５７Ｎ／ｍｍ２であるから、歯角度２θ＝１００、１１０、１２０度のとき、本発明のグリッパは、十分に許容範囲にあることが認められる。
第１のグリッパ３０と第２のグリッパ３１の形状についての図８に示した実験結果は、次の通りである。
（１）噛み込み深さｅと書き込み幅Ｂによれば、歯角度２θが８０～１３０度、より好ましくは、１００～１２０度で優れている。
（２）曲げ応力度σｂによれば、歯角度２θが１００～１４０度、より好ましくは、１００～１３０度で優れている。
（３）せん断応力度τによれば、歯角度２θが１００～１３０度、より好ましくは、１００～１２０度で優れている。
以上（１）（２）（３）の総合的な判定は、歯角度２θが９０～１３０度、より好ましくは、１００～１２０度で優れている。
（１）噛み込み深さｅと書き込み幅Ｂによれば、歯角度２θが８０～１３０度、より好ましくは、１００～１２０度で優れている。
（２）曲げ応力度σｂによれば、歯角度２θが１００～１４０度、より好ましくは、１００～１３０度で優れている。
（３）せん断応力度τによれば、歯角度２θが１００～１３０度、より好ましくは、１００～１２０度で優れている。
以上（１）（２）（３）の総合的な判定は、歯角度２θが９０～１３０度、より好ましくは、１００～１２０度で優れている。
前記実施例では、前記第１のグリッパ３０を固定側とし、前記第２のグリッパ３１を可動側としたが、第１のグリッパ３０にも定着ジャッキを連結してＰＣ鋼より線１３を両側から挟着するようにしてもよい。
１０…固定側グリップ金具、１１…移動側グリップ金具、１２…グリップ溝、１３…ＰＣ鋼より線、１４…グリップ用ジャッキ、１５…円錐形ウエッジ、１６…チャックケース、１７…歯形の咬着面、１８…第１の定着装置、１９…第２の定着装置、２０…定着解除装置、２１…定着押し込み装置、２２…解除ロッド、２３…押し込みロッド、２４…定着圧口、２５…解除圧口、２６…ブレーキ装置、２７ａ…シール型ＰＣ鋼より線の芯線、２７ｂ…シール型ＰＣ鋼より線の内層線、２７ｃ…シール型ＰＣ鋼より線の外層線、２８ａ…ウォーリントン型ＰＣ鋼より線の芯線、２８ｂ…ウォーリントン型ＰＣ鋼より線の内層線、２８ｃ…ウォーリントン型ＰＣ鋼より線の外層線、２８ｄ…ウォーリントン型ＰＣ鋼より線の外層線、３０…第１のグリッパ、３１…第２のグリッパ、３２…定着溝、３３…歯形、３４…定着ジャッキ、３５…圧油口、３６…ガイド溝、３７…試験枠、３８…グリッパ固定枠、３９…ジャッキ固定枠、４０…変位計。
Claims (6)
- ＰＣ鋼より線を第１のグリッパと第２のグリッパの２枚のグリッパの定着溝で両面から挟み、定着ジャッキで前記グリッパ間に圧縮力を与えて挟着するようにしたＰＣ鋼より線の定着装置において、
前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質からなり、前記定着溝は、所定の噛み合い有効長Ｌ＝９０～１３０ｍｍを有するとともに、この定着溝に所定のピッチＰで複数の山数ｎの歯形を形成したものであって、前記歯形がとがり山形をなし、前記歯形の歯角度２θが９０～１３０度で、前記歯形の歯丈Ｈが０．５７７～０．６２９ｍｍで、前記ピッチＰが１．２０～２．５０ｍｍで、前記山数ｎが４５～９３個を有することを特徴とするＰＣ鋼より線の定着装置。 - ＰＣ鋼より線を第１のグリッパと第２のグリッパの２枚のグリッパの定着溝で両面から挟み、定着ジャッキで前記グリッパ間に圧縮力を与えて挟着するようにしたＰＣ鋼より線の定着装置において、
前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質からなり、前記定着溝は、所定の噛み合い有効長Ｌ＝９０～１３０ｍｍを有するとともに、この定着溝に所定のピッチＰで複数の山数ｎの歯形を形成したものであって、前記歯形がとがり山形をなし、前記歯形の歯角度２θが１００～１２０度で、前記歯形の歯丈Ｈが０．５７７～０．６２９ｍｍで、前記ピッチＰが１．５０～２．００ｍｍで、前記山数ｎが５６～７５個を有することを特徴とするＰＣ鋼より線の定着装置。 - 前記定着溝は、所定の噛み合い有効長Ｌ＝１１２ｍｍを有し、この定着溝に、前記歯形の歯角度２θが１００度で、前記歯形の歯丈Ｈが０．６２９ｍｍで、前記ピッチＰが１．５０ｍｍで、前記山数ｎが７５個を形成したことを特徴とする請求項２記載のＰＣ鋼より線の定着装置。
- 前記定着溝は、所定の噛み合い有効長Ｌ＝１１２ｍｍを有し、この定着溝に、前記歯形の歯角度２θが１１０度で、前記歯形の歯丈Ｈが０．６１３ｍｍで、前記ピッチＰが１．７５ｍｍで、前記山数ｎが６４個を形成したことを特徴とする請求項２記載のＰＣ鋼より線の定着装置。
- 前記定着溝は、所定の噛み合い有効長Ｌ＝１１２ｍｍを有し、この定着溝に、前記歯形の歯角度２θが１２０度で、前記歯形の歯丈Ｈが０．５７７ｍｍで、前記ピッチＰが２．００ｍｍで、前記山数ｎが５６個を形成したことを特徴とする請求項２記載のＰＣ鋼より線の定着装置。
- 前記第１のグリッパと第２のグリッパの材質は、ＳＵＪ２、ＳＮＣＭ２２０、Ｓ４５Ｃ又はＳＣＭ４４０いずれか１つからなり、前記定着溝の内面は、前記ＰＣ鋼より線の素線硬度より硬度の高い材質で、その硬度は、ＨＲＣ６０～６５としたことを特徴とする請求項１又は２記載のＰＣ鋼より線の定着装置。
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